日前，四川大学发布科技成果转化公示，拟转让一项“一种基于嘌呤骨架的近红外发射荧光分子及其制备方法和应用”发明专利，协议定价为100万元人民币。
该成果由四川大学的于抗抗、李坤、余孝其、王浩源等研究人员共同完成。据悉，团队核心成员余孝其教授为四川大学化学学院教授，长期致力于生物有机化学与功能分子设计等前沿交叉领域研究，他的研究方向广泛覆盖生物有机化学、超分子化学与药物传递系统等前沿交叉领域。而本次交易的受让方信息暂未公开。
嘌呤是一种含氮的杂环化合物，由嘧啶和咪唑构成。嘌呤衍生物在自然界中广泛分布，其中某些衍生物在生物体内还扮演着信号分子的角色，参与多种生命活动过程。因此，嘌呤及其衍生物的研究一直受到研究人员的密切关注。
受到嘌呤分子独特结构和功能的启发，早期人们主要致力于基于嘌呤结构设计具有抗病毒、抗肿瘤等针对多种疾病治疗的药物。然而，进一步研究发现，嘌呤分子还具有平面共轭结构和多个可功能化修饰位点等特点，因此被认为具有作为新型荧光分子骨架的潜力。
同时，一些实验结构已证实嘌呤分子具备一定的光致发光特性。然而，不容忽视的是，其荧光发射波长主要集中在蓝紫光区域。这一特性导致嘌呤分子在荧光成像等领域的应用中，易受周围环境背景荧光的干扰，进而影响其成像效果。
针对嘌呤分子在荧光波长方面的不足，研究者们尝试从分子设计角度入手，调节嘌呤分子的光学性质。目前的研究结果显示，一方面，大部分嘌呤荧光衍生物的发射波长集中在蓝绿光范围内，而具有近红外荧光发射特性的嘌呤衍生物种类稀少，且分子结构较为复杂；另一方面，相较于经典的罗丹明、香豆素等荧光骨架，适用于生物成像的嘌呤荧光衍生物种类相对较少，其成像潜力仍需进一步探索。
由此可见，迫切需要设计并开发新型嘌呤荧光衍生物，以弥补嘌呤在光学性质和应用能力方面的不足。研究团队的目标之一是提供一种基于嘌呤骨架的近红外发射荧光分子，旨在解决现有嘌呤荧光衍生物在光学性质和应用能力上的问题。为此，团队发明了一类以嘌呤为核心骨架的新型荧光分子。通过精巧的分子设计，引入了供电子性的二甲胺基和吸电子性的有机阳离子盐型取代基，成功构建了分子内的“推-拉”电子体系，并利用烯烃桥联拓展了分子的共轭结构。
这种设计成功地将嘌呤的荧光发射波长红移至650纳米以上的近红外区域，有效减少了生物背景荧光的干扰，显著提高了其在成像应用中的性能。此外，该系列分子结构简洁、合成路线简便且反应条件温和，具备卓越的细胞膜穿透能力，能够特异性地对细胞内的线粒体或细胞膜进行染色，实现清晰的荧光成像。在生物医学检测、活体成像及药物研发等领域，展现出广阔的应用前景。
该专利并非针对单一特定疾病，而是旨在解决一系列重大疾病（如癌症、神经系统疾病、代谢性疾病等）在精准诊断与治疗过程中所面临的共性技术难题：如何在活体、细胞乃至亚细胞层面实现高对比度、低背景干扰的深层组织荧光成像。
现有的临床与科研方案严重依赖于发射波长较短的荧光探针（如基于罗丹明、香豆素等经典骨架的染料），其发射光多处于蓝绿光范围。这一特性导致了关键的临床应用缺陷：
一方面，短波长光在生物组织中的穿透能力极弱，无法对深层病变进行有效成像；另一方面，生物组织本身在此波段会产生强烈的自发荧光，形成难以剥离的背景噪声，严重模糊目标信号，使得在手术导航中难以清晰界定肿瘤边界，在细胞动力学研究中无法精确追踪细微的生理过程。尽管嘌呤骨架因其良好的生物相容性被视为潜力巨大的荧光平台，但其固有的短波长发光特性长期限制了其实际应用。
团队成功将嘌呤染料的发光红移至近红外窗口，为突破现有临床成像技术在灵敏度、穿透深度和信噪比方面的根本性局限提供了全新的材料解决方案。该方案有效解决了嘌呤类荧光分子长期以来难以克服的技术瓶颈，即发射波长过短、无法有效应用于生物成像的固有缺陷。
通过巧妙的分子结构设计，研究团队在嘌呤骨架上构建了独特的“推-拉”电子体系，并借助烯烃桥联有效扩展了分子的共轭结构，从而首次成功地将嘌呤基荧光团的发射波长稳定红移至近红外区域（>650 nm）。
这一突破带来了多重显著优势：其近红外发射特性与生物组织的“光学窗口”高度契合，使得该探针具备更强的组织穿透能力及极低的背景荧光干扰，能够获取信噪比远高于传统蓝绿光探针的清晰图像。
同时，该系列分子不仅继承了嘌呤骨架所固有的优良生物相容性，能够顺利穿透细胞膜，并对线粒体、细胞膜等关键细胞器实现特异性染色和高精度成像，还展现出分子结构简洁灵活、合成路线简明高效、反应条件温和且易于放大的综合优势，为研发新一代高性能生物医学成像试剂奠定了坚实的技术基础。
相比红外荧光成像，近红外发射荧光分子成像是一次技术上的重大飞越。它通过利用波长更长的近红外二区光，从根本上解决了传统光学成像穿透深度浅和分辨率低两大核心瓶颈，将活体荧光成像的灵敏度和清晰度推向了新的高度。虽然其在探针开发和临床转化方面仍面临挑战，但它无疑是推动未来精准医疗和生命科学研究的革命性工具。
肿瘤研究是近红外发射荧光分子成像技术应用最为广泛的领域。通过靶向肿瘤的探针，即使是非常微小的肿瘤转移灶（小至0.5毫米），也能在深层组织中清晰地被识别出来。此外，该技术在复杂的中枢神经系统环境中，能够帮助医生分辨被肿瘤包裹的血管和神经。在未来的肿瘤外科手术中，这一技术有望成为辅助外科医生区分癌组织与正常组织，实现完整切除的重要工具。
在肿瘤药物治疗过程中，近红外发射荧光分子成像技术同样能够动态监测肿瘤大小及其内部血管网络的变化，真实反映癌细胞的凋亡状况，这或许为早期药物疗效的评估提供了重要依据。
不仅如此，凭借该技术卓越的空间分辨率，研究人员能够对血管系统进行前所未有的细致观察，从而使得活体脑成像、脑卒中监测、外周血管与代谢疾病研究等领域的突破成为可能。
目前，国外已有数家大型近红外荧光技术公司。例如，LI-COR Biosciences的经典Pearl系列小动物活体成像系统被誉为行业金标准。华人科学家洪明辉院士创立的MediLux以及荷兰科技公司SurgVision则专注于术中导航领域。相较之下，国内大部分企业主要涉足科研服务和小动物成像，同时，也涌现出如彩谱科技这般拥有高校背景的创新型企业。
相比之下，国内的近红外发射荧光分子成像技术尚处于新兴市场阶段，亟需更优质的设计路径、工程结构及探针技术。余孝其教授团队采用以小分子为基础的技术路线，在制造成本、工艺复杂度和细胞穿透性等方面展现出显著优势，为研发下一代高性价比、高特异性的成像诊断工具奠定了全新的材料基础。
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